电厂之 61 两炉一机单元机组给水控制系统分析与改进

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1、两炉一机单元机组给水控制系统分析与改进付立新（成都热电厂生产技术部）摘要　本文结合成都热电厂嘉陵2×142MW机组两炉一机为一单元的给水系统，对原有的给水控制系统的工作原理进行了详细分析，并针对运行中不断出现的实际问题，利用DCS系统信息共享，组态功能强大，修改方便的特点对原系统的自动调节，联锁保护回路进行了改进，实现了汽泵调母管压力和调汽包水位的自动，并重点解决了给水母管的压力保护问题，取得了较好的效果。对国内同类机组的给水控制有一定的借鉴意义。关键词　两炉一机单元机组　汽动给水泵　DCS系统　给水自动控制　保护联锁分析与改进1

2、机组及水系统简介成都热电厂嘉陵2×142MW机组共四炉两机，两炉一机为一单元，并设75MW后置机一台。142MW机组主要设备锅炉、汽轮机、发电机均采用俄罗斯设备，锅炉为E－420－13.8－560KT型超高压，自然循环，中间储仓式煤粉炉，汽轮机为ΠT－140/165－130/15－2型超高压单轴双缸双抽汽供热机组。75MW后置机由哈尔滨汽轮机厂制造。机组控制方式采用机炉电集中控制方式，两台机组和75MW后置机设一个控制室。142MW机组DCS控制系统采用美国西屋公司分散控制系统WDPFⅡ，实现DAS、MCS、SCS、FSSS等主要

3、自动控制功能，两个单元的DCS系统各自独立。75MW后置机控制系统采用新华控制工程公司XDPS-400型DCS系统。汽动给水泵控制采用505调速器，其液压执行器为低压油动机，通过电液转换与505调速控制器相联接，组成低压纯电调MEH系统，505装置接受DCS给水控制系统的给水指令，对给水泵汽轮机进行大范围转速闭环控制。142MW抽汽供热机组两台锅炉配一台汽轮发电机作为一个单元，共用一根给水母管，对单台炉而言，给水管路为单管供水，在主管路上设旁路，主管Φ200mm，设有主给水调门，大旁路Φ100mm，原小旁路Φ35660mm管路我厂

4、已取消，每个单元机组设有一台50%容量的电动定速给水泵，一台100%容量杭州汽轮机厂生产的汽动给水泵，驱动汽动给水泵的蒸汽来至供热母管，设计机组正常运行时，两炉一机为一个单元运行，主给水为单元制，每一单元50%容量的电动定速给泵作为启动、备用给水泵的配置方式，一台100%容量的汽动给水泵同时向本单元的两台锅炉供水，汽动给水泵调节给水母管压力，锅炉汽包水位由各自的主给水调节阀进行控制。两个单元间虽设有母管联络门，但由于蒸汽母管及除氧器水平衡等原因未构成完全的母管制运行方式，而按设计为两炉一机单元制运行。参见图一：给水系统图图一：给水

5、系统图2原锅炉给水控制系统分析2.1给水自动调节回路分析对于汽包炉而言，给水全程控制的任务就是保持汽包内的水位在允许范围内变化，并保持一定的给水压力，本机组汽包水位调节按两炉一机为一单元设计，遵循以下原则。⑴正常运行时保持给水压力高于汽包压力1.47～1.96MPa。⑵汽包的正常水位在汽包几何中心线下200mm处，正常波动范围为±50mm，报警范围：±65mm，保护动作范围：Ⅰ值+100mm，事故放水门开启；水位下降到+50mm，事故放水门关闭Ⅱ值±150mm，锅炉MFT动作停炉。(3)两炉一机单元制运行按两炉一机单元运行方式，汽

6、动给水泵维持给水母管压力稳定，两台炉的给水调节阀分别调节各炉的汽包水位，按负荷切换点30%MCR，在启动及低负荷时采用单冲量控制系统，而高负荷时采用三冲量控制系统。T2.1.1两炉运行且负荷小于30%时：当BLRLOADLAG30PCT即锅炉Load>30%的逻辑信号无效时，切换块356选通N，则单冲量汽包水位调节器根据过程测量值（也就是校正后）的汽包水位信号和给定值（即DURMLEVELSETSPOINT）的偏差进行PID运算，输出给水阀控制指令（FEEDWATERVALVEDEMAND）。2.1.2两炉运行且LOAD>30％时

7、由于高负荷时，给水被控对象的动态特性较复杂，且汽包存在严重“虚假水位”现象，为保证给水系统的安全可靠，调节系统在LOAD>30％以后均采用三冲量给水调节系统。三冲量（3-ELEMENT）汽包水位控制是指系统除了引入汽包水位H作为主信号外，还同时引入蒸汽流量信号D作为前馈信号，给水流量信号W作为反馈信号，构成三冲量控制系统，其中蒸汽流量D是为克服汽包内由于汽压的变化而出现“虚假水位”现象而引入的前馈扰动（外扰）当蒸汽流量信号改变时，串级三冲量系统的副调节器的给定值发生变化，因而使得给水流量调节器输出变化，迅速改变给水流量控制阀的开度

8、，以保证蒸汽流量D和给水流量W的比值不变，而当给水流量W自发改变时（内扰）副调节器则根据给水流量的变化迅速输出调节作用，调整给水控制阀的开度，使给水流量W恢复到原来的数值上（当外界负荷没有变化时），迅速消除内扰。参见图二：三冲量给水控制方式调节回路